zur Navigation zum Inhalt
 
Allgemeinmedizin 27. März 2008

Zirkadiane Steuerung

Je mehr über die biologischen Rhythmen geforscht wird, desto klarer wird, von welch grundlegender Bedeutung sie sind. In der Medizin spielt die Chronobiologie bei Diagnostik, pharmakologischer Wirkung von Arzneimitteln und therapeutischen Maßnahmen eine bislang unterschätzte Rolle.

Wochenlang allein in einem optisch und akustisch komplett abgeschirmten Raum. Ohne natürliches Licht, ohne TV, Radio und Zeitungen, ohne Begegnung mit einem anderen Menschen. Was nach schwerer Einzelhaft klingt, war freiwilliges Los von rund 200 Versuchspersonen, die sich für mehrere Wochen in den Bergbunker des Max-Planck-Instituts für Verhaltensphysiologie begaben. Die Probanden leisteten Wesentliches für die Erforschung der Chronobiologie: Die Isolierexperimente im Andechser Bunker gelten als grundlegend für diese Wissenschaft, die sich mit der zeitlichen Ordnung von Lebensvorgängen beschäftigt – auf phy­siologischer Ebene ebenso wie auf jener des Verhaltens.
Die meisten Testpersonen reagierten „sauer“, wenn ihnen nach etwa vier Wochen mitgeteilt wurde, dass das Experiment beendet war. Sie dachten, dass es nach ihrem Zeitgefühl zumindest noch einen Tag länger hätte dauern müssen.
Es war das wesentlichste Ergebnis der Versuche in Bayern: Es gibt eine innere Uhr, die unabhängig von äußeren Reizen das Schlafen und Wachen sowie die übrigen Körperfunktionen steuert. Doch dieser endogene Taktgeber gibt im Durchschnitt einen Schlaf-Wach-Rhythmus von 25 Stunden vor, weshalb den Versuchspersonen nach 28 Tagen schlicht 28 Stunden „fehlten“. So beschreiben das der Psychologe und Schlafforscher DDr. Jürgen Zulley, der ab den 70er Jahren in Andechs ein enger Mitarbeiter des Pioniers der Chronobiologie Prof. Dr. Jürgen Aschoff (1913 bis 1998) war, und die Psychologin, Mathematikerin und Wissenschaftsjournalistin Dr. Barbara Knab im Herder/Spektrum Verlag erschienenen Buch Unsere innere Uhr.

Äußere Zeitgeber

„Weshalb der innere Takt häufig vom 24-Stunden-Tag abweicht, ist bis heute nicht bekannt“, erzählt Prof. Dr. Wolfgang Marktl vom Physiologischen Institut der MedUni Wien. Äußere Reize, die die endogenen Rhythmizitäten von außen beeinflussen, sind dafür verantwortlich, dass der Mensch mit dieser Vorgabe leben kann: die sogenannten Zeitgeber. Der „soziale Rhythmus“ ist so ein Zeitgeber, der durch das Zusammenleben vorgegeben wird. Als Zeitgeber kann aber auch dienen, wenn der Tagesablauf geregelt strukturiert abläuft. Am stärksten wirkt sich der Wechsel von Tag und Nacht mit Tageslicht ab 2.500 Lux aus.
„Die Erkenntnisse Aschoffs und seines Teams waren grundlegend für die Chronobiologie“, weiß Marktl. Diese Wissenschaft beschäftigt sich mit der Zeitstruktur von Vorgängen auf zellulärer Ebene, die in Zehntausendstelsekunden ablaufen, ebenso wie mit dem Sekunden- und Minutentakt von Herzschlag und Atmung, dem Tagesrhythmus von Körpertemperatur, Ernährung und Verdauung, Schlaf und Wachen oder dem Fruchtbarkeitsrhythmus der Frau. „Durch Forschungsarbeiten wissen wir heute auch, dass es sogenannte Clock Genes gibt, dass also bereits auf genetischer Ebene in jeder Zelle des Menschen Rhythmen eingebaut sind“, so Marktl.
Praktische Relevanz habe die Chronobiologie unter anderem in der Diagnostik, sagt Chronobiologie-Experte Marktl. In einer 2003 publizierten Forschungsarbeit seines Instituts wurde nachgewiesen, dass die Cholesterinkonzentration im Blut eine klare Jahreszeitenabhängigkeit aufweist. Im Herbst und Winter steigt sie an, im Frühjahr und Sommer ist sie niedriger. Zudem wurde festgestellt, dass dieser Effekt endogene Ursachen hat und nicht durch unterschiedliche Ernährungsgewohnheiten bedingt ist. „Leider werden diese Ergebnisse bislang nicht entsprechend berücksichtigt“, bedauert Marktl.

Häufung von Krankheiten

Für viele Erkrankungen finden sich charakteristische zeitliche Schwankungen. Etwa für Asthmaanfälle und Lungenödeme. Für akute Herzinfarkte wurde in einer 1994 veröffentlichten Erhebung anhand der Daten von rund 29.000 Patienten gezeigt, dass die Fallzahlen ab etwa sechs Uhr früh stark ansteigen und ein Maximum um neun Uhr vormittags aufweisen. Laut einer älteren Studie, die im Buch Chronobiologie und Chronomedizin – Biologische Rhythmen, medizinische Konsequenzen (Hippokrates Verlag) zitiert wird, sind auch Wochenrhythmen feststellbar. So kommt es bei Suiziden, Herzinfarkten und Arbeitsunfällen bei Männern zu einer Häufung an Montagen.

Medikamenten-Wirkungen

„Eine zunehmend wichtigere Rolle spielt die Chronopharmakologie, die sich mit der Wirkung von Medikamenten im zeitlichen Verlauf beschäftigt“, bemerkt Marktl. „Bekannte Beispiele sind, dass Kortison am Morgen, Antiazida und Broncholytika aber eher abends eingenommen werden sollten, um eine bestmögliche Wirkung zu erzielen. Interessante Ergebnisse gibt es aber auch aus der Chrono-Onkologie, was die optimale zeitliche Gestaltung von Chemotherapien betrifft.“ Da sich auch das Schmerzempfinden im Verlauf des Tages verändert und gegen 15 Uhr ein Minimum erreicht, sollte die Dosierung von schmerzstillenden Mitteln diesem Verlauf angepasst werden.

Natürliches Schlafbedürfnis

Stark unterschiedlich ist auch das individuelle Schlafbedürfnis. Die „natürliche Schlafdauer des erwachsenen Menschen“ bewege sich „zwischen fünf und zehn Stunden“, sagen Schlafforscher. Laut einer US-amerikanischen Studie steht stabile Gesundheit jedoch offenbar in Zusammenhang mit einem viel kleineren Bereich. Der Psychiater Dan Kripke hat bereits Ende der 50er Jahre eine Million Erwachsene nach ihren Schlafgewohnheiten befragt und festgestellt, dass diejenigen, die weniger als sieben oder mehr als acht Stunden schliefen, innerhalb eines Sechs-Jahres-Zeitraums signifikant häufiger vorzeitig verstarben.
Ob das damit zusammenhängt, dass eine Schlafdauer von sieben bis acht Stunden chronobiologisch optimal wäre oder ob doch andere Lebensstilfaktoren bei dieser Erhebung eine Rolle gespielt haben, ist ungeklärt. Abschließend soll noch auf einen Tipp aus dem Buch Unsere innere Uhr verwiesen werden, wie Menschen selbst herausfinden können, „wann sie schlafen gehen sollten und wie lange sie schlummern sollten“. Am besten gehe das nämlich, schlagen die Autoren Aschoff und Knab vor, wenn man im Urlaub ohne Wecker zu Bett gehe und dann so lange ausschlafe, bis man beim Aufwachen das „sichere Gefühl“ habe, „wirklich fit zu sein, weder zerschlagen noch erschöpft“.

Mag. Dietmar Schobel, Ärzte Woche 13/2008

Zu diesem Thema wurden noch keine Kommentare abgegeben.

Medizin heute

Aktuelle Printausgaben